Пример расчета времени-сечения клапана.

Диаграмма подъема толкателя (см. рис. 2), построенная в масштабе по оси абсцисс M = 1°/мм, по оси ординат М =0,1 мм/мм, является диаграммой подъема клапана, если изменить масштаб по оси ординат на

М_hкл=h_клmax М /h_тmax=8,92∙0,1/5,68=0,157 мм/мм.

Рис 2. Диаграммы подъема, скорости и уско­ренияплоского толкателя; полное время-сечение клапана.

105

11. Время-сечение клапана

= M_tM_FF_abcd,

где: M_t =M /(6n_p)=1/(6∙2800)=5,952∙10^-5 с/мм;

M_F =М_hкл×2,22 d_тоp=0,157∙2,22∙32,5=11,3 мм²/мм;

12. Для выпуклого кулачка

= 5,952∙10^-5∙11,3∙3820=2,569 мм²∙с,

где: F_abcd= 3820 мм² — площадь под кривой подъема толкателя (см. рис. 2) за такт впуска.

13. Средняя площадь проходного сечения клапана

F_кл.ср= /(t₁ – t₂)=M_FF_abcd/l_ad =11,3∙3820/90=480 мм² =4,80 см².

14. Средняя скорость потока смеси в канале

ω'_вп=v_п.срF_п/F_кл.ср=14,56∙47,76/4,80=145 м/с.

15. Полное время-сечение клапана

=5,952∙11,3∙4280=2,878 мм²∙с,

где: F_АВ — площадь под кривой подъема толкателя (см. рис. 2) от точки А до точки В (закрытие клапана).

Значение текущего времени-сечения клапана в зависимости от углов поворота кулачка (распределительного и коленчатого вала) пред­ставлено на рис. 2, для выпуклого кулачка подсчитано и занесено в табл.1.

ПОРЯДОК РАСЧЕТА РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО ВАЛА.

Распределительные валы изготавливают из углеродистых (40, 45) или легированных (15Х, 12ХНЗА) сталей и легированных чугунов. При работе двигателя на распределительный вал со стороны клапанного привода действуют: сила упругости пружины P_пp.т, сила инерции деталей клапанного механизма P_jт и сила давления газов P_г.т, приведенные к толкателю.

106

16. Суммарная сила, действующая на кулачок со стороны клапанного привода:

P_т=P_пp.т+P_jт+P_г.т=(P_пp+P_г) +М_гj_т.

17. Наибольшая сила Р_т.max передается на кулачок от выпускного клапана в начальный период его открытия (φ₁= 0).

Для выпуклого кулачка

Р_т.max=[Р_{пр. min}+ (р_г – р'_r)] +М_т (r₁ – r₀),

где: Р_пр.min — сила упругости пружины при закрытом клапане, Н;

d_в — наружный диаметр тарелки выпускного клапана, м;

р_г — давление в цилиндре в момент начала открытия выпускного клапана для расчетного режима, Па;

р'_r — давление в выпускном трубопроводе (при выпуске в атмосферу р'_r ≈ р₀), Па;

l_кл и l_т — плечи коромысла, мм;

ω_к — угловая скорость вращения распределительного вала, рад/с;

r₀ и r₁ — соответственно радиусы начальной окружности и первого участка профиля кулачка, м;

18. Масса движущихся деталей механизма распределения, приведен­ная к толкателю

М_т= (m_кл +m_пр/3)(l_кл/l_т)² + m_т + m_шт + m''_к

где: m_кл, m_пр, m_т, m_шт и т"_к — соответственно массы клапана, пружин, толкателя, штанги и коромысла, кг;

т"_к ≈ m_к(l_кл+l_т)²/(12l_т²) — масса коромысла, приведенная к оси толка­теля, при двуплечем рычаге с опорной стойкой в виде шпильки;

т"_к ≈ m_кl_кл²/(3l_т²) — масса коромысла, приведенная к оси толкателя, при одноплечем рычаге с опорной стойкой в виде болта (см. рис. 1).

Основным расчетом распределительного вала является расчет на жесткость, который заключается в определении стрелы прогиба у под действием суммарной силы Р_т.max. Расчетная схема вала пред­ставляет собой свободно лежащую на опорах двухопорную разрез­ную балку, нагруженную в месте действия толкателя.

107